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1、本論文中,我們首先在無(wú)模板劑和四丙基氫氧化銨存在下合成出了ZSM-5分子篩催化劑,通過(guò)X射線衍射儀(XRD),氨的程序升溫脫附(NH3-TPD)等表征手段,研究了ZSM-5分子篩的結(jié)構(gòu)和酸中心性質(zhì)。然后,將該ZSM-5分子篩作為催化劑應(yīng)用于2-溴噻吩的異構(gòu)化反應(yīng),對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物進(jìn)行氣相色譜分析,探究出具有不同酸性的催化劑與產(chǎn)物3-溴噻吩的分布情況關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn),在無(wú)模板劑存在下合成的ZSM-5分子篩對(duì)2-溴噻吩異構(gòu)為3-溴噻吩的催化性能
2、比較低,這主要是由于合成的ZSM-5分子篩催化劑酸度低。以四丙基氫氧化銨作模板劑,采用水熱法合成了具有MFI結(jié)構(gòu)的不同硅鋁比的HZSM-5催化劑。研究發(fā)現(xiàn),該方法合成的不同硅鋁比的ZSM-5分子篩對(duì)2-溴噻吩異構(gòu)化為3-溴噻吩具有較高的活性。這主要是由于2-溴噻吩異構(gòu)為3-溴噻吩是在催化劑的弱酸中心和強(qiáng)酸中心共同作用下完成的,而在模板劑存在下合成的ZSM-5分子篩可以形成強(qiáng)酸中心和弱酸中心。而且,該方法合成的分子篩中硅鋁比可調(diào),催化劑的
3、弱酸和強(qiáng)酸中心的強(qiáng)度和酸量可以有效的得到調(diào)節(jié)。
對(duì)于2-溴噻吩異構(gòu)為3-溴噻吩的催化反應(yīng),我們發(fā)現(xiàn)催化劑表面的弱酸中心的量增多有利于2-溴噻吩的轉(zhuǎn)化,而強(qiáng)酸量過(guò)多,催化劑的選擇性降低。當(dāng)SiO2/Al2O3=160,反應(yīng)溫度為150℃,催化劑用量為8%,反應(yīng)時(shí)間為2 h時(shí),催化異構(gòu)化性能最好,此時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率在93%以上,產(chǎn)物選擇性達(dá)98%。
我們還研究了不同固體酸催化劑(HZSM-5,Hβ,NKC-9)上噻吩和乙
4、酸酐為原料來(lái)合成2-乙酰噻吩的催化性能。我們發(fā)現(xiàn)在幾種固體酸催化劑中,Hβ分子篩顯示了強(qiáng)的催化活性和產(chǎn)物的選擇性,噻吩的轉(zhuǎn)化率達(dá)99%。由此,我們合成出了不同硅鋁比的Hβ分子篩催化劑,并通過(guò)XRD、程序升溫脫附等手段,對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)和酸堿性進(jìn)行了表征。以 Hβ分子篩催化劑上噻吩和乙酸酐的酰化反應(yīng),對(duì)催化劑的性質(zhì)進(jìn)行了探究我們發(fā)現(xiàn),分子篩的酸強(qiáng)度越高,噻吩的乙?;呋阅茉礁?,常壓下60℃反應(yīng),噻吩和乙酸酐的摩爾比1:3時(shí),催化劑的添加量
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